2024-6630 充電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006630

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】充電装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 38/14 20060101AFI20240110BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20240110BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

H01F38/14

H02J50/10

H02J7/00 301D

H02J7/00 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022107710

(22)【出願日】2022-07-04

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】519417676

【氏名又は名称】株式会社アパード

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100155457

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】村山 一郎

(72)【発明者】

【氏名】桑原 唯

(72)【発明者】

【氏名】谷口 昌司

(72)【発明者】

【氏名】竹下 隆晴

(72)【発明者】

【氏名】北川 亘

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA06

5G503GB08

(57)【要約】

【課題】給電側の一次コアから受電側の二次コアに対して所定量の電力を安定的に伝送可能な充電装置を実現する。
【解決手段】電源６と電気的に接続される一次コイル２３が巻回された一次コア２４と、蓄電池５と電気的に接続される二次コイル２５が巻回された二次コア２６とを備え、両コア２４，２６が、それぞれ、軟磁性を有する金属板７をその板厚方向に複数枚積み重ねた層状体で構成されると共に、複数枚の金属板７の板長方向端部で形成された層状の開放端面２４ｄ，２６ｄを有する充電装置２０において、一次コイル２３への通電時に、一次コア２４の開放端面２４ｄと二次コア２６の開放端面２６ｄとで挟持される軟磁性を有する中間部材２８を備える。この中間部材２８は、両コア２４，２６よりも磁気異方性が小さい。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源と電気的に接続される一次コイルが巻回された一次コアと、蓄電池と電気的に接続される二次コイルが巻回された二次コアとを備え、
前記一次コア及び前記二次コアが、それぞれ、軟磁性を有する金属板をその板厚方向に複数枚積み重ねた層状体で構成されると共に、複数枚の前記金属板の板長方向端部で形成された層状の開放端面を有する充電装置において、
前記一次コイルへの通電時に、前記一次コアの前記開放端面と前記二次コアの前記開放端面とで挟持される軟磁性を有する中間部材を備え、該中間部材は、前記一次コア及び前記二次コアよりも磁気異方性が小さいことを特徴とする充電装置。

【請求項2】

前記中間部材が、軟磁性を有する焼結体で形成されている請求項１に記載の充電装置。

【請求項3】

前記中間部材は、前記一次コアの前記開放端面との対向面を前記一次コアの前記開放端面に当接させた状態で前記一次コアと一体的に保持されている請求項１又は２に記載の充電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電磁誘導作用を利用して給電側から受電側に（非接触で）電力を伝送するタイプの充電装置では、蓄電池（「バッテリー」や「二次電池」などとも称される）への充電をできるだけ迅速に完了すべく、給電側から受電側への電力伝送効率（給電側のコイルと受電側のコイルの間の結合係数）をできるだけ高めることが求められる。

【0003】

下記の特許文献１には、電源と電気的に接続される給電側の一次コイルが巻回される略凹字形状の一次コアと、蓄電池と電気的に接続される受電側の二次コイルが巻回される略凹字形状の二次コアとを備え、両コアの開放端面同士が対向配置される充電装置（電源装置）において、一次コア及び二次コアの外側に、銅等の非磁性材料で形成された第一及び第二介在物をそれぞれ配置し、一次コイルを一次コア及び第一介在物周りに巻回すと共に、二次コイルを二次コア及び第二介在物周りに巻回すという技術手段が開示されている。

【0004】

このような技術手段によれば、一次コアから二次コアに鎖交する磁束量を増加させることができるので、両コイル間の結合係数、つまり給電側から受電側への電力伝送効率を高めることができる、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－１７３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、蓄電池への充電に電磁誘導作用を利用する上記の充電装置において、図１１に概念的に示すように、一次コア１０１及び二次コア１０２のそれぞれに、軟磁性を有する金属板１０３をその板厚方向に複数枚積み重ねた積層体からなるコア（積層コア）を採用した場合、一次コア１０１に巻回された図示外の一次コイルに通電すると、一次コア１０１の各層（金属板１０３の板長方向）に沿って磁束Ｚ（同図中に破線で示す）が流れる。そのため、一次コア１０１の開放端面１０１ａを構成する各層に対して、開放端面１０１ａに対向する二次コア１０２の開放端面１０２ａを構成する各層が一対一で精度良く配置されていなければ、一次コア１０１と二次コア１０２の間での磁束Ｚの伝達効率、ひいては給電側から受電側への電力伝送効率が低下する。従って、一次コア１０１及び二次コア１０２に上記の積層コアを採用する場合には、一次コア１０１の開放端面１０１ａに対して二次コア１０２の開放端面１０２ａを精度良く位置決め配置する必要がある。

【0007】

しかしながら、例えば、蓄電池に接続される受電側の二次コイルが巻回された二次コアが大規模工場内で製品等を自動搬送する自動搬送装置に搭載され、電源に接続される給電側の一次コイルが巻回された一次コアが工場内に定点設置された充電ステーションに設けられているような場合、蓄電池への充電の都度、二次コアを一次コアに対して精度良く位置決め出来るとは限らない。自動搬送装置の走行位置（走行ルート）は、ＧＰＳ等の測位システムを用いることで比較的精度良く制御することができるが、上記の測位システムを用いても、一次コアと二次コアとをミリメートルオーダーで位置決めするのは容易ではない。

【0008】

係る実情に鑑み、本発明は、互いに平行に配置される一次コアの開放端面及び二次コアの開放端面の一方が他方に対して両開放端面と平行な面内で位置ズレ配置された場合でも、一次コアと二次コアとの間で磁束の伝達効率が低下（両コア間で発生する励磁インダクタンスが低下）するのを可及的に防止し、これにより、給電側から受電側に所定量の電力を安定的に伝送することのできる充電装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために創案された本発明は、
電源と電気的に接続される一次コイルが巻回された一次コアと、蓄電池と電気的に接続される二次コイルが巻回された二次コアとを備え、一次コア及び二次コアが、それぞれ、軟磁性を有する金属板をその板厚方向に複数枚積層させた積層体で構成されると共に、複数枚の金属板の板長方向端部で形成された層状の開放端面を有する充電装置において、
一次コイルへの通電時に一次コアの開放端面と二次コアの開放端面とで挟持される軟磁性を有する中間部材を備え、この中間部材は、一次コア及び二次コアよりも磁気異方性が小さいことを特徴とする。

【0010】

上記の構成を有する本発明に係る充電装置では、軟磁性を有する中間部材が一次コアの開放端面と二次コアの開放端面とで挟持された状態で一次コイルに通電されることから、一次コイルへの通電に伴って一次コアに生じる磁束は中間部材を介して両コア間で伝送（伝達）される。このとき、中間部材が一次コア及び二次コアよりも磁気異方性が小さい部材である関係上、両コア間に、磁束を様々な方向に流すことを可能とする（磁束の流通方向の自由度が高められた）磁束流通経路を形成することができる。このため、二次コアの開放端面が一次コアの開放端面に対して所定の（理想の）配置位置から位置ズレした状態で配置されていても、両コアの開放端面で中間部材が挟持されていれば、両コア間で磁束の伝達効率が低下するのを可及的に防止することができる。これにより、給電側の一次コアから受電側の二次コアに対し、所定量の電力を安定的に伝送することができる充電装置を実現することができる。

【0011】

軟磁性を有する中間部材としては、例えば、軟磁性を有する焼結体（軟磁性を有する金属粉末の圧粉体を加熱・焼結したもの）を用いることができる。この種の焼結体の具体例としては、フェライト、すなわち酸化鉄を主成分とした軟磁性を有する焼結体を挙げることができる。フェライトは、安価で、かつ実質的に磁気異方性がないので、一次コアから二次コアへの電力伝送効率の低下を低コストに防止することができて好適である。

【0012】

中間部材は、一次コアの開放端面との対向面を一次コアの開放端面に当接させた状態で一次コアと一体的に保持しておくことができる。この場合、一次コアと中間部材とを常時適切に当接した状態に維持することができるので、本発明に係る充電装置を、例えば自動搬送装置に搭載された蓄電池に充電するための充電装置として用いる場合、上記蓄電池への充電を容易にかつ適切に行うことができる。

【発明の効果】

【0013】

以上より、本発明によれば、互いに平行に配置される一次コアの開放端面及び二次コアの開放端面の一方が他方に対して両開放端面と平行な面内で位置ズレ配置された場合でも、一次コアから二次コアに所定量の電力を安定的に伝送することのできる充電装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】蓄電池への充電時に、本発明の実施形態に係る充電装置が用いられる自動搬送装置の移動態様を概念的に示す平面図である。

【図2】自動搬送装置（車両搬送中の自動搬送装置）の概略側面図である。

【図3】自動搬送装置の概略斜視図である。

【図4】自動搬送装置の部分正面図である。

【図5】自動搬送装置の部分平面図である。

【図6】図５の右側面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る充電装置の概略図である。

【図8】上記充電装置によって実施される充電工程の実施手順を概念的に示す図であって、（ａ）図は、同充電工程の開始直後の状態を示す図、（ｂ）図は、同充電工程の途中段階を示す図である。

【図9】充電工程の実施中における上記充電装置の部分拡大断面図である。

【図10】確認試験の試験結果を示す図である。

【図11】従来の充電装置の問題点を説明するための概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0016】

本発明の実施形態に係る充電装置は、電動の移動体に搭載された蓄電池に充電するための充電装置として好適に使用し得る。上記の移動体としては、例えば図１に示す態様で自動走行する自動搬送装置１、具体的には、システム制御部Ｓからの無線指令Ｓａに従って工場（車両生産工場）ＦとコンテナヤードＹの間を往復移動し、工場ＦからコンテナヤードＹに向けて移動する際に工場Ｆで生産された車両ＣをコンテナヤードＹに自動で搬送する自動搬送装置１、を挙げることができる。以下、自動搬送装置１の具体的な一例を図２～図６に基づいて説明してから充電装置について説明する。

【0017】

図２～図６に示す自動搬送装置１は、車両（ここでは前輪駆動車）Ｃの前輪Ｗ１を搭載すると共に車両Ｃの後輪Ｗ２を接地させた状態で車両Ｃを搬送するものであり、車両Ｃの前輪Ｗ１を搭載する本体２と、本体２の幅方向（車両Ｃの車幅方向）両端部に設けられた左右一対の駆動輪ユニット３とを備える。本体２には、前輪Ｗ１の回転を規制する前後一対の車輪止め４、駆動輪ユニット３に供給すべき電力を蓄えた蓄電池５、及び駆動輪ユニット３を制御する制御部（図示省略）などが搭載される。

【0018】

各駆動輪ユニット３は、前後一対の車輪９と、車輪９を走行駆動する走行用モータ１１と、転舵用モータ１２により、鉛直方向に延びる転舵軸１４回りに車輪９を回転させる転舵機構１０と、車輪９を制動するブレーキ機構（図示省略）と、これらを収容したケーシング１３とを備える。なお、図３～図６では、ケーシング１３の一部や車輪止め４等の図示を省略している。各駆動輪ユニット３が上記の転舵機構１０を具備していることにより、自動搬送装置１は、本体２（車両Ｃ）の前後方向に沿って走行可能な前後方向走行モードと、本体２の幅方向（車両Ｃの車幅方向）に沿って走行可能な幅走行モードとに切り替え可能である。

【0019】

走行用モータ１１は、図４に示すように、各車輪９に内蔵されたインホイールモータとされる。この走行用モータ１１及び転舵用モータ１２は、本体２に搭載された蓄電池５及び制御部と電気的に接続され、制御部からの指令に基づいて回転駆動される。

【0020】

転舵機構１０は、転舵用モータ１２が回転駆動されると複数（ここでは二本）の転舵軸１４が同期回転するように構成されている。ここでは、水平方向に沿って配置された転舵用モータ１２の出力軸１２ａと鉛直方向に沿って配置された中間軸１５とを図示しない傘歯車やウォームギヤ等を介してトルク伝達可能に連結すると共に、中間軸１５上に配した２つのプーリ１６と各転舵軸１４に設けたプーリ１７との間にベルト（又はチェーン）１８を架け渡すことにより、転舵用モータ１２が回転駆動されると二本の転舵軸１４が同期回転するようになっている。

【0021】

中間軸１５の上端には角度センサ１９が取り付けられており、この角度センサ１９で検知される中間軸１５の回転角などに基づいて転舵軸１４（車輪９）の転舵角が算出される。角度センサ１９としては、例えばポテンショメータを使用できる。

【0022】

以下、図１等を参照して、上記の自動搬送装置１による車両Ｃの搬送手順を簡単に説明する。

【0023】

まず、工場Ｆにおいて、図示外のリフト手段により前部が持ち上げられた車両Ｃの下方に自動搬送装置１の本体２を潜り込ませてから、リフト手段により車両Ｃの前部を降下させる。これにより、車両Ｃの前輪Ｗ１が自動搬送装置１の本体２に搭載される。このとき、車両Ｃの前輪Ｗ１は本体２の車輪止め４の間に嵌め込まれ、車両Ｃの後輪Ｗ２は接地している（図２参照）。

【0024】

車両Ｃの前輪Ｗ１が本体２に搭載されると、自動搬送装置１はシステム制御部Ｓからの無線指令Ｓａに従って所定のルート（図１中に矢印Ｐ１で示す）に沿って自動で走行する。具体的には、システム制御部Ｓからの無線指令Ｓａが自動搬送装置１の制御部に入力されると、制御部は、無線指令Ｓａに従って、各駆動輪ユニット３に設けられた走行用モータ１１及び転舵用モータ１２の駆動／停止やブレーキ機構による車輪９の制動／解放を制御する。これにより、自動搬送装置１に搭載された車両Ｃは、コンテナヤードＹまで自動で搬送される。なお、図１において、車両Ｃを工場ＦからコンテナヤードＹまで搬送するときの自動搬送装置１の走行モードは、基本的には「前後方向走行モード」である。車両ＣがコンテナヤードＹ内の所定位置まで搬送されると、図示外のリフト手段によって車両Ｃの前部が持ち上げられ、車両Ｃの下方から自動搬送装置１が退避する。自動搬送装置１が退避すると、リフト手段は車両Ｃの前部を降下させて前輪Ｗ１を接地させる。これにより、コンテナヤードＹへの車両Ｃの搬送が完了する。

【0025】

コンテナヤードＹ内で車両Ｃが降ろされたことによって空になった自動搬送装置１においては、システム制御部Ｓからの無線指令Ｓａに従って、走行用モータ１１を停止させた状態で転舵用モータ１２が回転駆動され、転舵軸１４がその軸心回りに略９０°回転する。これにより、自動搬送装置１の走行モードが前後方向走行モードから幅方向走行モードに切り替わる。そして、自動搬送装置１がシステム制御部Ｓからの無線指令Ｓａに従ってコンテナヤードＹ内を幅方向走行モードの状態で自動走行し、コンテナヤードＹ（に設けられた車両配置エリア）の外側に抜け出ると（図１中の矢印Ｐ２を参照）、走行用モータ１１が停止する。走行用モータ１１が停止すると、転舵用モータ１２が回転駆動され、転舵軸１４がその軸心回りに略９０°回転する。これにより、自動搬送装置１の走行モードが幅方向走行モードから前後方向走行モードに切り替わる。そして、自動搬送装置１は、システム制御部Ｓからの無線指令Ｓａに従って前後方向走行モードの状態で工場Ｆまで自動走行する（図１中の矢印Ｐ３を参照）。工場Ｆに到着した自動搬送車１には、上記同様にして新たな車両Ｃが搭載される。

【0026】

以上が繰り返されることにより、工場Ｆで次々に生産される車両Ｃが自動搬送装置１によって順次コンテナヤードＹに自動で搬送される。

【0027】

上記のようにして車両Ｃを自動で搬送する自動搬送装置１に搭載された蓄電池５の残量が所定量以下になると、自動搬送装置１は、例えば工場Ｆ内に定点設置された充電ステーションまで自動走行して蓄電池５に充電する。この蓄電池５への充電に、本発明の実施形態に係る充電装置２０を用いることができる。

【0028】

図７に概念的に示すように、充電装置２０は、充電ステーションに設けられた給電側コアユニット２１と、自動搬送装置１に設けられた受電側コアユニット２２とを備える。給電側コアユニット２１は、充電ステーションに設置された電源（直流電源）６と電気的に接続される一次コイル２３と、この一次コイル２３が巻回された一次コア２４とを有し、一次コア２４は図示しない昇降機構によって昇降可能に支持されている。受電側コアユニット２２は、自動搬送装置１に搭載された蓄電池５と電気的に接続される二次コイル２５と、この二次コイル２５が巻回された二次コア２６とを有し、二次コア２６は図示外の保持部材を介して自動搬送装置１の本体２に固定的に保持されている。給電側の一次コイル２３の巻き数は、受電側の二次コイル２５の巻き数よりも多く設定される。

【0029】

図示例の一次コア２４は、互いに平行な一対の脚部２４ａ，２４ｂ及び両脚部２４ａ，２４ｂの基端同士を繋ぐ接続部２４ｃを一体に有する略凹字状（Ｕ字状）をなし、接続部２４ｂを下側に配置した縦姿勢の状態で保持されている。二次コア２６は、互いに平行な一対の脚部２６ａ，２６ｂ及び両脚部２６ａ，２６ｂの基端同士を繋ぐ接続部２６ｃを一体に有する略凹字状（Ｕ字状）をなし、接続部２６ｃを上側に配置した縦姿勢の状態で保持されている。一次コア２４及び二次コア２６は、何れも、複数枚の金属板２７をその板厚方向に積み重ねた層状体で構成される。そのため、一次コア２４の開放端面（脚部の自由端側の端面）２４ｄ及び二次コア２６の開放端面２６ｄは、何れも、多層に積み重ねられた複数枚の金属板２７の板長方向端部で形成される層状面となっている。なお、二次コア２６には、一次コア２４と同一の形状や体積を有するものを用いている。つまり、本実施形態の一次コア２４と二次コア２６は同一部材である。

【0030】

各コア２４，２６の構成部材である金属板２７には、軟磁性を有する金属板、例えば、鉄の含有量を９７質量％以上とした純鉄の板材、Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金（パーマロイ）、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金（センダスト）及び鉄系アモルファス合金などといった鉄系合金の板材などを使用することができる。これらの中でも、鉄系アモルファス合金の一種である日立金属株式会社製のファインメット（登録商標）の板材は、磁気特性に優れることから特に好適である。

【0031】

充電装置２０は、一次コイル２３への通電時（蓄電池５への充電時）に、一次コア２４の開放端面２４ｄと二次コア２６の開放端面２６ｄとで板厚方向に挟持される平板状の中間部材２８を有する。本実施形態の中間部材２８は、その一面（板厚方向の一端面）２８ａを一次コア２４の開放端面２４ｄに当接させた状態で一次コア２４と一体的に保持されている。中間部材２８としては、以下の（１）～（３）の特徴的構成を併せ持つものが選択使用される。
（１）軟磁性を有し、
（２）一次コア２４及び二次コア２６よりも磁気異方性が小さく、
（３）コア２４，２６の開放端面２４ｄ，２６ｄがそれぞれ当接する一面２８ａ及び他面２８ｂの面積が上記開放端面２４ｄ，２６の面積よりも十分に大きいもの。
ここでは、磁気異方性が実質的にないフェライト（ソフトフェライト）、すなわち酸化鉄を主成分とする焼結金属製の中間部材２８が使用される。

【0032】

以上の構成を有する充電装置２０を用いて自動搬送装置１に搭載された蓄電池５に充電する際には、図８（ａ）に示すように、水平方向における一次コア２４（詳細には、開放端面２４ｄに中間部材２８の一面２８ａを当接させた一次コア２４）と二次コア２６との相対的な位置決めを行ってから、図８（ｂ）に示すように、垂直方向における両コア２４，２６の相対的な位置決めを行うようにして、給電側コアユニット２１と受電側コアユニット２２とを相対的に接近移動させ、一次コア２４の開放端面２４ｄと二次コア２６の開放端面２６ｄとで中間部材２８を挟持する。

【0033】

ここでは、自動搬送装置１が走行することにより、水平方向における一次コア２４と二次コア２６との相対的な位置決めが行われ、給電側コアユニット２１を昇降可能に支持した昇降機構が上昇すると共に、受電側コアユニット２２を昇降可能にした昇降機構が下降することにより、垂直方向における両コア２４，２６の相対的な位置決め（両コア２４，２６による中間部材２８の挟持）が行われる。そして、中間部材２８を両コア２４，２６によって挟持した状態で電源６と電気的に接続された一次コイル２３に通電すると、一次コイル２３周りに磁束が発生し、この磁束は一次コイル２３が巻回された一次コア２４に鎖交する。

【0034】

一次コア２４に鎖交した磁束Ｚは、図９に示すように、一次コア２４を構成する各金属板２７の板長方向に沿って流れる。一次コア２４の開放端面２４ｄと二次コア２６の開放端面２６ｄとで軟磁性を有する中間部材２８を挟持していることから、一次コア２４を流れる磁束Ｚは、一対の脚部２４ａ，２４ｂのうちの一方（ここでは２４ａ）の開放端面２４ｄ、中間部材２８、及び二次コア２６の脚部２６ａの開放端面２６ｄを通って二次コア２６の脚部２６ａに流れ込む。二次コア２６の脚部２６ａに流れ込んだ磁束Ｚは、二次コア２６を構成する各金属板２７の板長方向に沿って流れ、脚部２６ｂの開放端面２６ｄ、中間部材２８、及び一次コア２４の脚部２４ｂの開放端面２４ｄを通って一次コア２４の脚部２４ｂに流れ込む。このようにして一次コア２４及び二次コア２６を磁束Ｚが流通するのに伴い、二次コア２６に巻回された二次コイル２５に誘導電流が流れ、二次コイル２５に電気的に接続された蓄電池５（図７参照）に充電される。

【0035】

本発明に係る充電装置２０では、上記のとおり、軟磁性を有する中間部材２８が一次コア２４の開放端面２４ｄと二次コア２６の開放端面２６ｄとで挟持された状態で一次コイル２３に通電されることから、一次コイル２３への通電に伴って一次コア２４に生じる磁束Ｚは中間部材２８を介して両コア２４，２６間で伝達される。そして、中間部材２８が一次コア２４及び二次コア２６よりも磁気異方性が小さい部材である関係上、両コア２４，２６間に、磁束Ｚを様々な方向に流すことを可能とする（磁束Ｚの流通方向の自由度が高められた）磁束流通経路が形成される。

【0036】

このため、図９に示すように、二次コア２６の開放端面２６ｄが一次コア２４の開放端面２４ｄに対して理想の配置位置（対向する開放端面２４ｄ，２６ｄ同士が完全に衝合する位置）から水平方向に位置ズレした状態で配置されていても、両コア２４，２６の開放端面２４ｄ，２６ｄで中間部材２８が挟持されていれば、両コア２４，２６間で磁束Ｚの伝達効率が低下する（両コア２４，２６間で発生する励磁インダクタンスが低下する）のを可及的に防止することができる。これにより、給電側の一次コア２４から受電側の二次コア２６に対し、所定量の電力を安定的に伝送することができる充電装置２０を実現することができる。従って、この充電装置２０を用いれば、自動搬送装置１に搭載された蓄電池５への充電を迅速に完了することができる。

【0037】

特に本実施形態では、中間部材２８として、フェライト（ソフトフェライト）で形成されたもの、すなわち酸化鉄を主成分とした軟磁性を有する焼結体、を用いている。フェライトは、磁気異方性が実質的になく、また安価であることから、両コア２４，２６間での電力伝送効率の低下を低コストに防止することができて好適である。

【0038】

以上、本発明の実施形態に係る充電装置２０について説明を行ったが、本発明の実施の形態は、以上で説明したものに限定されるわけではない。例えば、以上の実施形態では、中間部材２８を一次コア２４と一体的に保持するようにしたが、中間部材２８は、その他面２８ｂを二次コア２６の開放端面２６ｄに当接させた状態で二次コア２６と一体的に保持するようにしても良い。

【実施例0039】

本発明の有用性を実証すべく、本発明者らは、本発明の構成を有する「実施例に係る充電装置」、及び本発明の構成を有さない「比較例に係る充電装置」を準備し、これらそれぞれについて、給電側の一次コアの開放端面に対する受電側の二次コアの開放端面の相対位置が変化する（ここでは、両端面の水平方向でのズレ量が大きくなる）のに伴って、一次コアに巻回した一次コイルへの通電時に一次コアと二次コアの間に生じる励磁インダクタンスがどのように変化するかを確認した。その結果を図１０に示す折れ線グラフ、すなわち、横軸をズレ量（単位：ｍｍ）とし、縦軸を両コア間で発生する励磁インダクタンスを第１コア（又は第２コア）の体積で除した値（単位：ｍＨ／Ｌ）とした折れ線グラフに示す。

【0040】

上記確認試験の実施に際して準備した「実施例に係る充電装置」とは、図７～図９を参照して説明した本発明の実施形態に係る充電装置２０と同様の構成を有する充電装置、すなわち略Ｕ字状の積層コアからなる一次コアの開放端面と二次コアの開放端面とで、軟磁性を有すると共に両コアよりも磁気異方性が小さい中間部材を挟持し、その状態で一次コアに巻回した一次コイルに通電される充電装置である。この充電装置では、一次コア及び二次コアとして、日立金属株式会社製のファインメット（登録商標）からなる金属薄板を板厚方向に複数枚積層させたものを使用した。また、中間部材として、フェライト製の平板状部材を使用した。

【0041】

また、上記試験の実施に際しては、２種類の「比較例に係る充電装置」を準備した。
第１には、実施例に係る充電装置で用いた中間部材が省略された充電装置、つまり、一次コアの開放端面と二次コアの開放端面とが間隔を空けて対向配置され、その状態で一次コアに巻回した一次コイルに通電されるもの（以下、「比較例１に係る充電装置」と言う）である。第２には、比較例１に係る充電装置における一次コア及び二次コアのそれぞれを同サイズのフェライトコアに置き換えたもの（以下、「比較例２に係る充電装置」と言う）である。

【0042】

図１０に示す試験結果からは以下のことがわかる。
・比較例１に係る充電装置の場合、互いに平行に配置される一次コアの開放端面と二次コアの開放端面が、両開放端面と平行な面内で位置ズレしなければ、両コア間で発生する励磁インダクタンスが最も高い。但し、両開放端面の上記面内での位置ズレ量に比例するかたちで励磁インダクタンスが低下する。
・比較例２に係る充電装置の場合、両開放端面がこれと平行な面内で位置ズレしても励磁インダクタンスは変化しない。但し、この充電装置で発生する励磁インダクタンスは、比較例１に係る充電装置で発生する励磁インダクタンスの最大値の３０％程度しかない。

【0043】

これに対し、本発明に係る充電装置では、比較例２に係る充電装置と同様に、一次コアの開放端面に対して二次コアの開放端面が両開放端面と平行な面内で位置ズレしても励磁インダクタンスは変化しない。しかも、両コア間に発生する励磁インダクタンスは、比較例２に係る充電装置で発生する励磁インダクタンスよりも大きい。

【0044】

従って、本発明によれば、互いに平行に配置される一次コアの開放端面及び二次コアの開放端面の一方が他方に対して両開放端面と平行な面内で位置ズレ配置された場合でも、両コア間で磁束の伝達効率が低下するのを可及的に防止することができる。これにより、一次コアから二次コアに所定量の電力を安定的に伝送することのできる充電装置を実現することができる。そのため、本発明に係る充電装置を、例えば、所定のルートに沿って製品等を自動的に搬送する自動搬送装置に搭載される蓄電池に充電するための充電装置に適用すれば、蓄電池への充電を効率良くかつ安定的に行うことができる。

【符号の説明】

【0045】

１ 自動搬送装置
５ 蓄電池
６ 電源
２０ 充電装置
２３ 一次コイル
２４ 一次コア
２４ｄ 開放端面
２５ 二次コイル
２６ 二次コア
２６ｄ 開放端面
２７ 金属板
２８ 中間部材
Ｃ 車両
Ｚ 磁束

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】